C++ STL stack容器使用详解

一、stack容器概述

stack容器适配器是C++标准模板库(STL)中实现后进先出 (LIFO)数据结构的重要组件，它通过封装底层容器（如deque/vector/list）提供栈操作接口。

二、stack核心操作详解

1. 容器构造方式

cpp 复制代码

// 默认使用deque存储元素
stack<int> staInt;  

// 显式指定底层容器
stack<int, vector<int>> vecStack;
stack<int, list<int>> listStack;
stack<int, deque<int>> dequeStack;

deque：默认底层容器，支持快速首尾操作
vector ：需要包含头文件<vector>
list ：需要包含头文件<list>

2. 元素操作函数

cpp 复制代码

staInt.push(1);  // 压栈操作
staInt.push(2);
staInt.pop();    // 弹出栈顶元素（需保证栈非空）
staInt.push(3);

3. 栈顶访问与修改

cpp 复制代码

int& iTop = staInt.top();  // 获取栈顶的引用
iTop = 66;                // 通过引用直接修改栈顶值
staInt.top() = 88;        // 直接修改栈顶元素

4. 容器状态查询

cpp 复制代码

cout << "栈大小: " << staInt.size() << endl;
cout << "是否为空: " << boolalpha << staInt.empty() << endl;

5. 栈遍历与清空

cpp 复制代码

while (!staInt.empty()) {
    cout << staInt.top() << " ";
    staInt.pop();  // 必须弹出才能访问下层元素
}

三、关键特性解析

底层容器选择：
- vector ：动态数组实现，push/pop需要O(1)摊销时间
- list：链表实现，所有操作保证O(1)时间复杂度
- deque（默认）：分块数组实现，综合性能最优
元素访问特性：
- top()返回引用，可直接修改栈顶元素
- 修改栈顶元素不会改变栈的结构特性
安全操作规范：
- 调用pop()前必须确保栈非空
- 使用empty()判断替代size() == 0更高效

四、典型应用场景

函数调用栈模拟
括号匹配验证
表达式求值（逆波兰式）
撤销操作实现

五、完整代码回顾

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <stack>
#include <list>
#include <deque>

using namespace std;

int main(void) {
    // stack对象的默认构造
    // stack<int> staInt;    // 默认使用deque存储元素
    // stack<int, vector<int>> staInt;
    // stack<int, list<int>> staInt;
    stack<int, deque<int>> staInt;

    // stack的push()与pop()方法
    staInt.push(1);
    staInt.push(2);
    // staInt.pop();
    staInt.push(3);

    // int iTop = staInt.top();
    int& iTop = staInt.top();
    iTop = 66;
    cout << "staInt.top: " << staInt.top() << endl;

    staInt.top() = 88;
    cout << "staInt.size: " << staInt.size() << endl;

    cout << "staInt.top: " << staInt.top() << endl;

    while (!staInt.empty()) {
        cout << staInt.top() << " ";
        staInt.pop(); // 栈顶的元素出栈
    }
    cout << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

六、代码执行流程

使用deque作为底层容器构造栈
依次压入1、2、3（注释掉了pop操作）
演示通过引用修改栈顶元素
输出修改后的栈顶值
遍历并清空栈

输出结果：

复制代码

staInt.top: 66
staInt.size: 3
staInt.top: 88
88 2 1

七、注意事项

空栈操作防护 ：执行top()或pop()前必须检查empty()
元素生命周期：存储对象时注意引用有效性
容器选择原则：根据操作频率选择最优底层容器
异常安全：修改栈顶元素时需考虑可能引发的异常